“絲襪”竟成解決電池儲能的“利器”？

2014-04-30 中國科學(xué)報 103

核心提示：日常生活中司空見慣的絲襪，到了科學(xué)家手里竟然成為解決電池儲能問題的利器。記者日前從中科院電工所獲悉，該所陳永翀團隊成功研

日常生活中司空見慣的絲襪，到了科學(xué)家手里竟然成為解決電池儲能問題的“利器”。記者日前從中科院電工所獲悉，該所陳永翀團隊成功研發(fā)出一種以“絲襪”作為電池關(guān)鍵部件的鋰離子液流電池。這樣的“絲襪”電池有什么神奇之處?近日，記者來到該所一探究竟。

4月23日，北京，陽光明媚。推開實驗室大門，一頭利落短發(fā)的陳永翀正指導(dǎo)工程師組裝電池。看到記者進來，他扶了扶眼鏡，笑容有些?腆，“歡迎歡迎，就是實驗室環(huán)境簡陋了點，希望不要介意”。

如果不是同事介紹，記者幾乎無法把眼前這位儒雅的青年人和中科院電工所儲能技術(shù)研究組組長、固態(tài)反應(yīng)與擴散中匈國際合作項目中方負責(zé)人等諸多頭銜聯(lián)系起來。

一談到自己的專業(yè)，陳永翀立刻變得神采飛揚。“鋰離子液流電池是由我們獨立提出，并在國內(nèi)最早開發(fā)的新型儲能電池技術(shù)。它綜合了鋰離子電池和液流電池的優(yōu)點，在電網(wǎng)儲能領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景，目前已完成技術(shù)原理驗證，進入基礎(chǔ)技術(shù)開發(fā)的關(guān)鍵時期。”

2010年，陳永翀在從事傳統(tǒng)鋰電池研究時，感覺鋰電池作為大型兆瓦級儲能裝備有一些弊端，即正負極是固定的，“電池成組壽命和安全性存在問題，并且成本太高”。而液流電池的正負極電解液可循環(huán)流動，應(yīng)用于大規(guī)模儲能時成本較低。“當時我就想，能不能把鋰電池和液流電池各自的優(yōu)點綜合起來，開發(fā)一種全新的儲能電池，實現(xiàn)輸出功率和儲能容量彼此獨立。”

在多次嘗試后，陳永翀?zhí)岢鲣囯x子液流電池的概念。“事實上，美國麻省理工學(xué)院也曾提出類似的技術(shù)概念并開展了研究，但當時沒有公開。不過，美國科學(xué)家想利用它開發(fā)電動車的動力電池，我們主要想用它做分布式電網(wǎng)的儲能裝備，雙方側(cè)重點不一樣。”

由于陳永翀團隊是國內(nèi)唯一從事鋰離子液流電池技術(shù)研究的團隊，此前并無先例，原創(chuàng)性很強，因此在尋求經(jīng)費支持上頗費工夫。“關(guān)鍵時刻，所里給我提供了一筆配套資金支持，加上北京好風(fēng)光儲能技術(shù)有限公司的合作資金，我們的研究得以順利進行。”

據(jù)記者了解，美國能源部先進研究計劃署也看好這項技術(shù)，在今年3月宣布給予美國一個研究團隊高達340萬美元的資助。

如今，歷時3年多，陳永翀團隊的研究已取得重大進展。“如何提高電池功率密度以降低電池成本，是目前鋰離子液流電池技術(shù)研究的重點。經(jīng)過反復(fù)試驗，我們發(fā)明了一種基于電池集流內(nèi)阻解耦思路的創(chuàng)新設(shè)計，可降低電池極化內(nèi)阻，從而提高電池的功率密度。這種設(shè)計屬世界首創(chuàng)。”陳永翀自豪地說。